新颖用途的制作方法

新颖用途
1.本发明涉及减少反刍动物甲烷排放的领域
。
具体地，本发明涉及向反刍动物以至少
7.5g
棉酚
/
动物
/
天的量施用棉酚以减少从所述反刍动物的消化活动产生的甲烷的产生
。
2.本发明进一步涉及基本上由
(a)
棉酚
、
任选的
(b-1)
脂溶性维生素
、(b-2)
水溶性维生素
、(b-3)
微量矿物质和
(b-4)
巨量矿物质中的一种或多种和
(c)
载体组成的动物预混物以及所述预混物用于减少从反刍动物的消化活动产生的甲烷的产生的用途
。
3.地球周围空气的温度正在不断升高，这一过程被称为全球变暖
。
减少这种变暖效应的主要焦点之一是减少排放到大气中的温室气体的量
。
温室气体从几个不同的天然来源和人工来源排放；然而，最重要的两个来源是农业行业和化石燃料行业
。
在农业中，反刍动物，特别是牛，是生物甲烷形成的主要贡献者，据估计，阻止由反刍动物形成甲烷几乎会稳定大气中的甲烷浓度
。
4.来自反刍动物畜牧业的甲烷排放
—
来自反刍动物消化系统中植物生物质肠道发酵的副产物
—
是由产甲烷古细菌产生的
。
在过去的十年中，人们已经做出了各种尝试来减少反刍动物的甲烷产生
。
尽管方法各不相同，但迄今为止最流行的方法是饲料添加剂，所述饲料添加剂通过减少或抑制产甲烷古细菌的甲烷产生而在瘤胃液中发挥作用
。
5.棉酚是式
(ii)
的天然酚
[0006][0007]
例如，发现于印度郁金香
(
肖槿属
(thespesia))
植株中
。
[0008]
令人惊奇的是，现已发现，以至少
7.5g/
动物
/
天的量使用棉酚导致从所述反刍动物的消化活动产生的甲烷的形成实质性减少
。
[0009]
因此，棉酚的使用通过显著减少在反刍动物的消化活动期间产生的甲烷排放而在缓解气候变化方面具有极大潜力
。
[0010]
因此，在第一实施方式中，本发明提供了以至少
7.5g
棉酚
/
动物
/
天量的棉酚用于减少从反刍动物的消化活动产生的甲烷的形成的用途
。
[0011]
在第二实施方式中，本发明进一步提供了一种用于减少从反刍动物的消化活动产生的甲烷的产生的方法，所述方法包括向所述动物口服施用至少
7.5g
棉酚
/
动物
/
天的量的棉酚
。
[0012]
在第三实施方式中，本发明涉及一种包含棉酚
、
任选的
(b-1)
脂溶性维生素
、(b-2)
水溶性维生素
、(b-3)
微量矿物质和
(b-4)
巨量矿物质中的一种或多种和
(c)
载体的
(
反刍动物
)
预混物
。
[0013]
众所周知，在本发明的所有实施方式中，通过施用棉酚的甲烷减少，优选与对照
(
即未补充棉酚的反刍动物
)
相比至少
10
％，更优选至少
20
％，最优选至少
30
％
。
[0014]
因此，本发明还涉及以至少
7.5g
棉酚
/
动物
/
天的量的棉酚的用途，其中与对照相比，反刍动物中的甲烷产生减少了至少
10
％
。
[0015]
棉酚
(cas
号：
303-45-7)
表现出轴向手性，从而产生两种对映异构体
。
因此，棉酚可以以每种单一对映异构体的形式或作为其混合物使用
。
此外，本发明的所有实施方式中的术语棉酚也可以用作棉酚乙酸溶剂化物
(cas12542-36-8)。
优选地，在本发明的所有实施方式中，棉酚以对映异构体混合物的形式，即作为
(
±
)
棉酚使用
。
所述棉酚例如可作为
≥95
％
(hplc)
的来自
sigma-aldrich
的来自棉籽的
(
±
)-棉酚商购获得
。
在本发明的所有实施方式中还适用的是使用来自
merk
可作为
(
±
)-棉酚-乙酸获得的棉酚乙酸溶剂化物
。
[0016]
优选地，在本发明的所有实施方式中，待施用于反刍动物的棉酚的有效量选自
7.5g
棉酚
/
动物
/
天至
200g
棉酚
/
动物
/
天的范围，更优选地
25g
棉酚
/
动物
/
天至
150g
棉酚
/
动物
/
天的范围，最优选地
30g
棉酚
/
动物
/
天至
100g
棉酚
/
动物
/
天的范围，例如
50g
棉酚
/
动物
/
天至
100g
棉酚
/
动物
/
天
、75g
棉酚
/
动物
/
天至
100g
棉酚
/
动物
/
天
、
或
80g
棉酚
/
动物
/
天至
100g
棉酚
/
动物
/
天的范围
。
[0017]
棉酚优选以纯
(
不同的
)
化合物
(
即纯度为
≥95
％
(hplc))
或经由动物预混物的形式施用给反刍动物，然后通过任何一种普通的混合技术将两者分散到动物饲料
(
日粮
)
中
。
[0018]
这些预混物是本领域技术人员所熟知的
。
这种预混料主要包含活性成分
(
即棉酚
)、
载体和任选的其他营养成分组成，这些营养成分选自诸如维生素
、
微量矿物质和巨量矿物质组成的组
。
[0019]
预混物表示一种或多种微量成分与稀释剂和
/
或载体的优选均匀混合物
。
预混物用于促进微量成分在较大混合物中的均匀分散
。
[0020]
根据本发明特别有利的预混料基本上由
(a)
棉酚，以及任选的
(b-1)
脂溶性维生素
、(b-2)
水溶性维生素
、(b-3)
微量矿物质和
(b-4)
巨量矿物质中的一种或多种和
(c)
载体组成
。
[0021]
本领域通常使用的载体有大豆糁
、
粘土
、(
玉米
)
糖
、
二氧化硅
、
淀粉和类似产品
。
[0022]
所述预混物可以通过本领域已知的方法制备
。
[0023]
所述预混物仍具有新颖性
。
因此，本发明的其他方面是包含棉酚的反刍动物预混物，以及其在本发明所有用途和方法中的使用
。
优选的动物预混料是包含棉酚
、
载体和任选的一种或多种选自由维生素
、
微量矿物质和巨量矿物质组成的组成分的动物预混物
。
[0024]
在一个有利的实施方案中，本发明的预混物基本上由
(a)
棉酚
、
载体和
(b-1)
脂溶性维生素
、(b-2)
水溶性维生素
、(b-3)
微量矿物质和
(b-4)
巨量矿物质中的一种或多种组成
。
[0025]
在一个优选的实施方案中，预混物是矿物质预混物
、
维生素预混料
(
包括维生素和可选的矿物质
)
或大丸药
。
[0026]
除了棉酚之外，本发明的预混物优选地含有至少一种脂溶性维生素，和
/
或至少一种水溶性维生素，和
/
或至少一种微量矿物质，和
/
或至少一种巨量矿物质
。
换句话说，本发明的预混物包含棉酚以及至少一种选自由以下组成的组的附加组分：脂溶性维生素
、
水溶性维生素
、
微量矿物质和巨量矿物质
。
[0027]
巨量矿物质可以单独添加到饲料中
。
因此，在一个具体实施方式中，预混物包含棉酚以及至少一种选自由以下组成的组的附加组分：脂溶性维生素
、
水溶性维生素和微量矿物质
。
[0028]
以下是这些组分的示例的非排他性列表：
[0029]-脂溶性维生素的示例是维生素
a、
维生素
d3、
维生素e和维生素k，例如维生素
k3。
[0030]-水溶性维生素的示例是维生素
b12、
生物素和胆碱
、
维生素
b1、
维生素
b2、
维生素
b6、
烟酸
、
叶酸和泛酸盐，例如
d-泛酸钙
。
[0031]-微量矿物质的示例是锰
、
锌
、
铁
、
铜
、
碘
、
硒
、
锰和钴
。
[0032]-巨量矿物质的示例是钙
、
磷
、
钾
、
镁和钠
。
[0033]
如上所述，预混物是饲料添加剂的示例
。
应当理解，棉酚可以以不同的其他形式施用于动物
。
例如，棉酚还可包含在大丸药中，所述大丸药将被放置在瘤胃中并且将在特定的时间段内以明确限定的剂量连续释放限定量的棉酚
。
[0034]
在本发明的所有实施方式中，应理解为通过口服施用
、
简单饲喂或手动施用大丸药
。
[0035]
可以通过本领域已知的方法在代谢室中的个别动物中容易地测量反刍动物的甲烷排放
(grainger
等人
,2007j.dairy science
；
90:2755-2766)。
此外，还可以通过使用激光束的新兴技术
(mcginn
等人
2009,journal of environmental quality
；
38:1796-1802)
或六氟化硫或仅
sf6
或
greenfeed
系统在谷仓层面进行评定
。
或者，也可以根据
wo 2009/156453
通过测量乳汁中的脂肪酸谱来评定由产奶反刍动物产生的甲烷
。
[0036]
本发明还涉及根据本发明使用的饲料添加剂，该饲料添加剂包括一种或多种额外的活性物质，所述活性物质对于瘤胃中的甲烷形成显示出类似的效应并且选自由以下组成的组：二烯丙基二硫化物
、
大蒜油
、
异硫氰酸烯丙酯
、
脱氧胆酸
、
鹅脱氧胆酸
(chenodeoxycholic acid)
以及它们的衍生物
。
[0037]
可与棉酚一起使用的其他成分包括丙二醇单硝酸酯
(3-硝基氧丙烷-1-醇
)、
酵母
、
牛至提取物
、
单宁和单宁酸以及精油，例如百里酚
、3-甲基苯酚
、
柠檬烯
、
香兰素
、
瓜叶酚
(guajacol)
和丁香酚
。
[0038]
目前预期到的是，二烯丙基二硫化物
、
大蒜油
、
异硫氰酸烯丙酯
、
脱氧胆酸
、
鹅脱氧胆酸及其衍生物以每公斤饲料例如
0.01-500mg
活性物质
(ppm)
的剂量范围独立地施用
。
这些化合物可以商购，或者由技术人员使用现有技术中众所周知的工艺和方法轻松制备
。
[0039]
给反刍动物施用的丙二醇单硝酸酯优选在
0.05g pdmn/
动物
/
天至
5g pdmn/
动物
/
天的范围内，更优选在
0.1g pdmn/
动物
/
天至
4gpdmn/
动物
/
天的范围内，最优选在
0.25g pdmn/
动物
/
天至
3gpdmn/
动物
/
天的范围内
。
其他合适的有效量可在
0.5g pdmn/
动物
/
天至
3g pdmn/
动物
/
天或
1g pdmn/
动物
/
天至
3g pdmn/
动物
/
天的范围内选择
。
[0040]
根据本发明的反刍哺乳动物包括牛
、
山羊
、
绵羊
、
长颈鹿
、
美洲野牛
、
欧洲野牛
、
牦牛
、
水牛
、
鹿
、
骆驼
、
羊驼
、
美洲驼
、
角马
、
羚羊
、
叉角羚和蓝牛羚
。
[0041]
对于本发明的所有实施方式，家牛
、
绵羊和山羊是更优选的物种
。
就本发明的目的而言，最优选的物种是家牛
。
该术语包括所有种族的家牛和所有生产品种的牛，特别是奶牛和肉牛
。
众所周知，术语奶牛和肉牛涵盖所有年龄和生命生理阶段的动物以及例如圈养
、
半圈养和放牧的生产系统
。
[0042]
通过以下实施例进一步描述了本发明，这些实施例不应被视为限制本发明的范围
。
实施例
[0043]
甲烷产生的体外测试：使用“霍恩海姆饲用价值测试
(hohenheim forage value test,hft)”的修改版本来测试特定化合物对由这种体外系统模拟的瘤胃功能的影响
。
[0044]
原则：将饲料与瘤胃液和适当的缓冲液混合物的组合物一起加入注射器中
。
将溶液在
39℃
下孵育
。
在8小时后，测量产生的气相的量
(
和组成
)
并代入换算公式中
。
[0045]
试剂：
[0046]
巨量元素溶液：
[0047]-6.2g
的磷酸二氢钾
(kh2po4)
[0048]-0.6g
的七水硫酸镁
(mgso4*7h2o)
[0049]-9ml
浓磷酸
(1mol/l)
[0050]-溶于蒸馏水中至
1l(ph
为约
1.6)
[0051]
缓冲液：
[0052]-35.0g
的碳酸氢钠
(nahco3)
[0053]-4.0g
的碳酸氢铵
((nh4)hco3)
[0054]-溶于蒸馏水中至
1l
[0055]
微量元素溶液：
[0056]-13.2g
的二水氯化钙
(cacl2*2h2o)
[0057]-10.0g
的四水合氯化锰
(ii)(mncl2*4h2o)
[0058]-1.0g
的六水合氯化钴
(ii)(cocl2*6h2o)
[0059]-8.0g
的氯化铁
(iii)(fecl3*6h2o)
[0060]-溶解于蒸馏水至
100ml
[0061]
钠盐溶液：
[0062]-100mg
的钠盐
[0063]-溶解于蒸馏水至
100ml
[0064]
还原溶液：
[0065]-向
71.25ml
的
h2o
中首先添加
3ml
的氢氧化钠
(c
＝
1mol/l)
，然后添加
427.5mg
的硫化钠水合物
(na2s*h2o)
[0066]-溶液必须在即将添加到培养基溶液中之前制备
[0067]
工序：
[0068]
样品称重：将饲料原料
(
即
tmr(44
％浓缩物
、6
％干草料
、37
％玉米青贮料和
13
％草青贮料
)
过筛至
1mm
并精确称重到
64
个注射器中
。
这些注射器中的4个是底物对照，所述底物对照显示气体产量，而不受所测试的化合物的影响
。
其余注射器含有测试物质，每组4个注射器
。
[0069]
培养基溶液的制备：
[0070]
将各组分按以下次序在
woulff
瓶中混合：
[0071]-711ml
的水
[0072]-0.18ml
的微量元素溶液
[0073]-355.5ml
的缓冲液
[0074]-355.5ml
的巨量元素溶液
[0075]
将完成的溶液温热至
39℃
，之后添加
1.83ml
钠盐溶液并在
36℃
下添加还原溶液
。
当指示剂变成无色时，添加瘤胃液
。
[0076]
瘤胃液的提取：在持续搅动和
co2充气的情况下将
750ml
的瘤胃液添加至约
1,400ml
的培养基溶液中
。
[0077]
填充注射器
、
孵育并确定气体体积和
vfa
值：将稀释的瘤胃液
(24ml)
添加到玻璃注射器中
。
然后将注射器在
39℃
下在温和搅动下孵育8小时
。
在8小时后，测量所产生的气体的体积，并通过气相色谱法测定气相中甲烷的百分比
。
[0078]
结果
[0079]
发酵食品为人工
tmr(44
％浓缩物
、6
％干草料
、37
％玉米青贮料和
13
％草青贮料
)。
棉酚获自
sigma-aldrich(g8761)
，并且以如表1所示的浓度使用
。3-硝基氧基-丙醇
(3-nop)
以如表1所示的浓度使用
。
[0080]
结果在下表1中呈现
。
以至少
7.5g
棉酚
/
动物
/
天的棉酚浓度，在甲烷减少方面获得了明显的效应，这转化为动物的附加性能益处
。
[0081]
表1：平均四到八次的使用不同浓度范围的棉酚的实验产生的对甲烷产量的影响
。
[0082]